一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电压传感器，尤其是一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器。本实用新型专利技术包括太阳板接入电路、前置放大器、光耦、后置放大器，利用光耦输出电压反馈调节前置放大器的输出电压，同时利用光耦实现光电检测。本实用新型专利技术具有电路设计简单，成本低，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种用于检测太阳能电池组件电压的传感器
[0001 ] 本技术涉及一种电压传感器，尤其是一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器。
技术介绍
众所周知，太阳能是一种储量极为丰富而且清洁无污染的可再生能源，一旦太阳能成为被广泛利用的能源，它将极大的缓解人类的能源危机，改善人居环境。太阳能发电领域应用到对太阳能电压电流监控单元。通过对太阳板电压的监控，可以了解太阳能电池组件的具体情况。现有的太阳能电压传感器可靠性差，精度低等缺点。因此，我们需要一种设计简单，高可靠性的，高精度的太阳能电池板的电压传感器。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器。本技术为实现上述技术目的采用如下技术方案一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器，由电源隔离模块供电，包括太阳板接入电路、前置放大器、光耦、后置放大器；其中所述太阳能接入电路的输入端接太阳能电池组件的两极，输出端与前置放大电路的输入端连接；所述光耦的输入端与前置放大器的输出端连接，后置放大器的输入端、前置放大电路的输入端分别与光耦的输出端连接；所述后置放大器的输出端输出检测电压信号。所述一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器中，光耦为线性光耦。本技术采用上述技术方案，具有以下有益效果电路设计简单，成本低，可靠性高。附图说明图I为用于检测太阳能电池组件电压的传感器的框图。图2为用于检测太阳能电池组件电压的传感器的电路图。图3为电源隔离模块的电路图。图4为修正算法的坐标示意图。图中标号说明R1至R12为第一至第十二电阻，Cl至C7为第一至第七电容，DU D2为第一、第二二极管,Ul为线性光稱,U2A为第一运放,U3A为第二运放,U4为电源隔离芯片。具体实施方式以下结合附图对技术的技术方案进行详细说明如图I所示的用于检测太阳能电池组件电压的传感器，由电源隔离模块供电，包括太阳板接入电路、前置放大器。光耦、后置放大器。太阳能接入电路的输入端接太阳能电池组件的两极，输出端与前置放大电路的输入端连接。光耦的输入端与前置放大器的输出端连接，输出端与后置放大器的输入端连接。后置放大器的输出端输出检测电压信号。如图2所示的电路图线性光耦Ul选用了 HCNR201芯片，第一运放U2A、第二运放 U3A均选用LM2904芯片。太阳板接入电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一至第八电阻R1-R8，第一二极管D1、第一至第八电阻R1-R8串联连接，第二二极管D2并连在第八电阻R8两端，太阳能电池组件正极与第一二极管Dl的阳极连接，太阳能电池组件负极与第二二极管D2的阳极连接。第九电阻R9接在第二二极管D2阴极和第一运放U2A的负输入端之间。第一运放U2A的电源端接电源隔离模块输出的VDD，正输入端、接地端、输出端均接电源隔离模块输出的VSS，负输入端接线性光耦Ul的第3引脚；第七电容C7接在第一运放U2A的输出端和负输入端之间；第十电阻RlO接在电源隔离模块输出的VSS与线性光耦Ul的第一引脚之间；线性光耦Ul的第2引脚接电源隔离模块输出的VDD，第4引脚接电源隔离模块输出的 VS，第5引脚接第二运放U3A的正输入端,第6引脚接第二运放U3A的负输入端。第二运放U3A的电源端接地，接地端、正输入端接外部电源VCC。由第六电容C6、 第十一电阻Rll组成的并联支路一端与光耦Ul的第6引脚连接，另一端与第二运放U3A 的输出端连接。第二运放U3A的输出端串联连接第五电容C5、第十二电阻Rl2后接地。如图3所示的电源隔离模块中，U4选用了 B0505芯片第一电容Cl、第二电容C2 接在U4的两个输入端子之间，第三电容C3、第四电容C4接在U4的两个输出端子之间。U4 输出端输出VDD，负输出端输出VSS。用于检测太阳能电池组件电压的传感器的工作原理如下电源隔离模块U4输入端(VCC，GND)从外部输入为5V，GND，第一电容Cl、第二电容C2起到稳压，滤波的作用。电源隔离模块U4输出隔离电源电压(VDD，VSS)也为5V，第三电容C3、第四电容C4也起到稳压，滤波的作用。第二运放U3A的供电为VCC，GND。第一运放U2A和线性光耦Ul的供电为隔离输出电源VDD，VSS。第二二极管D2的作用是防止太阳板正负极接反。第一电阻Rl至第八R8对太阳板的电压进行分压，当最高太阳板为O 1000V输入时，R8 —端的分压值为 O 3. 785V。即为Vin的输入电压范围。设第一运放U2A负端的电压为Vi，第一运放U2A 输出端的电压为Vo ；在运放不饱和的情况下二者满足下面的关系Vo=VoO-GVi(I)；其中Vo0是在运放输入差模为O的输出电压，G为运放的增益，一般比较大。忽略运放负端的输入电流，可以认为通过第九电阻R9的电流为Ipl，根据欧姆定律得Ipl= (Vin-Vi)/R9(2)；通过第十电阻RlO两端的电流为If，根据欧姆定律得If= (VDD-Vo)/RlO(3)；其中VDD为线性光耦Ul第2引脚的电压，考虑到LED到导通时电压基本不变，这里作为常数对待。根据光耦特性，第一运放U2A的增益Kl为Kl=Ipl/If(4)；将上面表达式(2)、(3)带入式(4)可得Kl=RlO(Vin-Vi)/R9 (VDD-VoO+GVi)(5)；上式经变形得到Vi= (R10*Vin-Kl*R9(VDD-VoO)/(K1*R9*G+R10)(6)；将表达式(6 )带入表达式(3 )得If= (RIO (VDD-VoO) +G*R10Vin) / (R10*K1*R9*G+R10*R10) (7)；考虑到G特别大，则可以做一下近似If=Vin/R9*Kl(8)；这样，输出与输入电压的关系如下Vout=Ip2*Rll=K2*If*Rl1=K2*R11*VIN/(K1*R9)=K3*R1l*Vin/R9 (9)；由上式可见，输出与输入成正比，并且比例系数由第二运放U3A增益K3、第九电阻 R9、第十一电阻Rll确定，一般R9=R11.这样就达到了隔离不放大的目的。由上面可以知道，Vout的电压范围为K3* (0V 3. 795V)，系数K3 —般为 I ±5%; Vout通过第十二电阻R12和第五电容C5进行RC滤波输入到模数转换芯片就可以进行太阳板的电压进行检测。需要明确，采用线性光耦隔离电路进行隔离必定会导致模拟电压的传输产生一定的误差，若测量电路对电压精度要求不高，使用线性光耦隔离可以达到非常好的效果。然而对于电压精度要求较高的情况，就需要提高其精度。提高精度的行之有效的方法就是通过单片机软件处理对数据进行误差修正。软件修正提高精度由于采用隔离电路进行隔离会使模拟电压传输产生一定的误差，但线性光耦的特性决定了其输出具有很好的线性度，可以利用这点通过单片机软件进行误差的修正。I、修正方法针对隔离电路应用的场合明确电压传感器的检测范围为OV 1000V，然后向隔离电路提供隔离电压的两个值，即SUN+，SUN-之间的电压值为A，B (A为 100V，B为1000V)，并通过单片机读出采集到的修正值的实测量值(Al，BI)，通过输入值和实测值之间的差值，就可以通过修正算法，求出任意测量值实际对应的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器，由电源隔离模块供电，其特征在于包括：太阳板接入电路、前置放大器、光耦、后置放大器；其中：???????所述太阳能接入电路的输入端接太阳能电池组件的两极，输出端与前置放大电路的输入端连接；???????所述光耦的输入端与前置放大器的输出端连接，后置放大器的输入端、前置放大电路的输入端分别与光耦的输出端连接；???????所述后置放大器的输出端输出检测电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器，由电源隔离模块供电，其特征在于包括太阳板接入电路、前置放大器、光耦、后置放大器；其中 所述太阳能接入电路的输入端接太阳能电池组件的两极，输出端与前置放大电路的输入端连接； 所述光耦的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴君，周金龙，田群，朱冬宏，张凯，
申请(专利权)人：金海新源电气江苏有限公司，
类型：实用新型
国别省市：